Zap-energie deelde het nieuws dat zijn fusie-apparaat een druk heeft gegenereerd die grofweg 10.000 keer de atmosferische druk op zeeniveau is, of 10 keer de druk op de bodem van de Marianentrog in de Stille Oceaan.
“Dit is een proof-of-principle die is ontworpen om een bepaalde reeks mijlpalen te bereiken en het principe te valideren, en dat gebeurde met vlag en wimpel,” zei Ben LevittZaps hoofd R&D.
Het bedrijf Everett, Washington, is in een race om op een efficiënte manier lichte atomen samen te slaan en zo de reacties te simuleren die de zon voeden. Om dat op aarde te doen, moeten natuurkundigen superhete temperaturen en ongelooflijk dichte omstandigheden creëren en die lang genoeg volhouden om fusie te laten plaatsvinden, waarbij energie vrijkomt die kan worden opgevangen en op het elektriciteitsnet kan worden gezet.
Zap vertelde ook dat het volgende maand zijn vijfde fusie-apparaat in gebruik zal nemen om door te gaan met het testen en optimaliseren van de verschillende systemen die voor de technologie nodig zijn. De nieuwe machine gaat FuZE-A heten.
Het bedrijf exploiteert nog steeds twee andere machines, de FuZE-Q en FuZE-3, het apparaat dat de nieuwe drukmijlpaal heeft bereikt.
“We kunnen er binnen een half jaar een ontwerpen en bouwen”, zei Levitt over de fusiemachines. “En dat is wat onze superkracht is: deze snelle iteratie die we binnen handbereik hebben.”
Verschillende wegen naar fusie
Tientallen bedrijven wereldwijd proberen fusie-energie te ontsluiten, die de mensheid al tientallen jaren ontgaat. Maar natuurkundigen zijn dichter dan ooit bij het grijpen van de zogenaamde Heilige Graal van schone energie, waar veel vraag naar is bij technologiebedrijven die datacentra en AI-berekeningen uitvoeren, maar ook geëlektrificeerd transport, industriële processen en koeling en verwarming van gebouwen.
Natuurkundigen streven naar fusie met verschillende soorten reactoren in verschillende configuraties, waarbij ze krachtige magneten en lasers gebruiken om plasma’s te creëren en vast te houden, dit zijn superverhitte gassen die nodig zijn voor fusie. De oplossing van Zap is om een hoge stroom door het plasma in de reactor te laten lopen, wat een magnetisch veld produceert, een zogenaamde Z-pinch, dat de materie bevat en comprimeert.
Helion Energy, een concurrent op korte rijafstand van Zap, hanteert een andere wetenschappelijke strategie voor fusie. Het bedrijf bouwt grotere fusiegeneratoren en heeft de eerste stappen gezet op het gebied van een commerciële faciliteit in Oost-Washington die in 2028 operationeel zou moeten zijn, maar essentiële technische hindernissen moeten nog worden overwonnen.
Helion is grotendeels geheimzinnig geweest in zijn inspanningen, daarbij verwijzend naar zorgen over diefstal van intellectueel eigendom, terwijl Zap de nadruk heeft gelegd op een transparantere benadering van het delen van zijn wetenschap en vooruitgang.
Gegevens en vooruitgang
Zap zal gegevens over zijn nieuwe drukmijlpaal van 1,6 gigapascal presenteren op de bijeenkomst van de American Physical Society Division of Plasma Physics die deze week in Long Beach, Californië wordt gehouden, en het onderzoek later indienen bij een peer-reviewed tijdschrift.
“We gaan het met de hele fusiewetenschapsgemeenschap en tot in bloederige details delen,” zei Levitt. “Dus het is geen hete lucht, het is heet plasma.”
Zap zal ook details bekendmaken aan het Amerikaanse ministerie van Energie, dat in 2023 het bedrijf selecteerde om deel te nemen aan het Op mijlpalen gebaseerd fusieontwikkelingsprogramma. Het bedrijf heeft ook $330 miljoen opgehaald bij investeerders en staat nummer 12 op de GeekWire 200, die de beste startups van de Pacific Northwest rangschikt.
De recente mijlpaal werd bereikt door het splitsen van een van de twee elektroden in de fusiegenerator die de energie leveren die nodig is om het plasma te creëren en vast te houden. De derde elektrode gaf het apparaat een nieuwe, metaforische “knop” om aan te draaien, waardoor de machine de compressie van het plasma kon opvoeren.
De bereikte druk was tien keer hoger dan bij eerdere inspanningen en trajecten, met de grotendeels exponentiële winsten die nieuwe iteraties van de technologie bij Zap hebben opgeleverd.
Maar er zijn nog meer verbeteringen nodig om een toestand te bereiken waarin het systeem voldoende energie produceert om het elektriciteitsnet te voeden.
Levitt zei dat het moeilijk te zeggen is wanneer dat zou kunnen gebeuren, omdat de winsten in het systeem niet lineair zijn, maar met onderbroken sprongen voorwaarts komen. Hij liet doorschemeren dat wetenschappelijk break-even – meer energie uit de fusiereactie halen dan erin ging, maar niet genoeg voor de energieproductie – tegen het einde van dit decennium mogelijk is.
De nieuwe mijlpaal is “grote vooruitgang”, maar het werk is nog niet gedaan, zei hij. “We zwaaien niet met onze vlag en rusten niet op onze lauweren.”
Onder: een Zap-video van een hogesnelheidscamera die een plasmaflits vastlegt die in het FuZE-3-apparaat wordt gevormd. De camera is recht op de kolom met fusieplasma gericht en de compressiegolf is zichtbaar terwijl deze naar binnen instort.
